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1、PID控制规律的控制规律的作用作用组长：张幸福组长：张幸福组员：罗金组员：罗金 刘亚运刘亚运 曹志远曹志远 胡治理胡治理 方琪方琪 目目 录录一、一、PIDPID控制规律对系统的作用体现控制规律对系统的作用体现二、被控变量、操纵变量的选择原则二、被控变量、操纵变量的选择原则三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用一、一、PID控制规律对系统的作用体现控制规律对系统的作用体现 PID控制器由比例单元（控制器由比例单元（P）、积分单元）、积分单元（I）和微分单元（）和微分单元（D）组成。）组成。 比例（比例（P）调节作用：）调节作用： 是按比例反应系
2、统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。节立即产生调节作用用以减少偏差。 积分（积分（ I ）调节作用：）调节作用： 是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。值。 微分（微分（D）调节作用：）调节作用： 微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差
3、还见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系统的动态性能。统的动态性能。 二、被控变量、操纵变量的选择原则二、被控变量、操纵变量的选择原则选择原则：被控变量应能代表一定的工作操作指标或能反映工艺的操被控变量应能代表一定的工作操作指标或能反映工艺的操作状态，一般都是工艺过程中比较重要的变量；作状态，一般都是工艺过程中比较重要的变量；被控变量在工艺操作过程中常常要受到一些干扰影响而变被控变量在工艺操作过程中常常要受到一些干扰影响而变化，为维持被控变量的恒定，需要频繁的控制；化，为维持被
4、控变量的恒定，需要频繁的控制；尽量采用直接指标作为被控变量；尽量采用直接指标作为被控变量；被控变量应比较容易测量，并具有小的滞后和足够大的灵被控变量应比较容易测量，并具有小的滞后和足够大的灵敏度；敏度；选择被控变量时，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品现选择被控变量时，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品现状；状；被控变量应是独立可控的。被控变量应是独立可控的。三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用控制器控制规律的选择原则：控制器控制规律的选择原则：A.在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到
5、两个单元，但以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必比例控制单元是必不可少的。不可少的。B.首先，首先，PID应用范围广。虽然很多工业过程是应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就就可控制了。可控制了。C.其次，其次，PID参数较易整定。也就是，参数较易整定。也就是，PID参数参数可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，例如可能由负载的变
6、化引起系统动态特性变化，动态特性变化，PID参数就可以重新整定。参数就可以重新整定。D.第三，第三，PID控制器在实践中也不断的得到改进控制器在实践中也不断的得到改进三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用控制规律对系统的作用：控制规律对系统的作用：比例积分（比例积分（PI）控制）控制 比例控制规律是基本控制规律中最基本的、比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的
7、缺生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。在比例控制的基础上加上积分控制作用。 三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用控制规律对系统的作用：控制规律对系统的作用：比例微分（比例微分（PD）控制）控制 比例积分控制对于时间滞后的被控对象比例积分控制对于时间滞后的被控对象使用不够理想。所谓使用不够理想。所谓“时间滞后时间滞后”指的是：指的是：当被控对象受到扰动作用后，被控变量没有当被控对象受到扰动作用后，被控变量没有立即发生变化，而是有一个
8、时间上的延迟，立即发生变化，而是有一个时间上的延迟，比如容量滞后，此时比例积分控制显得迟钝、比如容量滞后，此时比例积分控制显得迟钝、不及时。提前进行过量控制，不及时。提前进行过量控制，“防患于未然防患于未然”。这就是具有。这就是具有“超前超前”控制作用的微分控控制作用的微分控制规律。制规律。三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用控制规律对系统的作用：控制规律对系统的作用：比例积分微分（比例积分微分（PID）控制）控制 最为理想的控制当属比例最为理想的控制当属比例-积分积分-微分控制规律。微分控制规律。它集三者之长：既有比例作用的及时迅速，又有积
9、它集三者之长：既有比例作用的及时迅速，又有积分作用的消除余差能力，还有微分作用的超前控制分作用的消除余差能力，还有微分作用的超前控制功能。功能。 当偏差阶跃出现时，微分立即大幅度动作，抑当偏差阶跃出现时，微分立即大幅度动作，抑制偏差的这种跃变；比例也同时起消除偏差的作用，制偏差的这种跃变；比例也同时起消除偏差的作用，使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和起主要作使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制规律，因此可使系统比较稳定；而积分作用的控制规律，因此可使系统比较稳定；而积分作用慢慢把余差克服掉。只要三个作用的控制参数选用慢慢把余差克服掉。只要三个作用的控制参数选择得当，便可充分发挥三种控制规律的优点，得到择得当，便可充分发挥三种控制规律的优点，得到较为理想的控制效果。较为理想的控制效果。谢谢 观赏！
